CAPITOLUL I.1 Stadiul actual al cercet ărilor privind compozi țiile și dispozitivele pirotehnice generatoare de aerosoli I. REFERAT DE LITERATUR Ă… [600126]

CAPITOLUL I.1 Stadiul actual al cercet ărilor privind compozi țiile și dispozitivele pirotehnice generatoare de aerosoli

I. REFERAT DE LITERATUR Ă

Capitolul I.1

Stadiul actual al cercet ărilor privind compozi țiile și dispozitivele
pirotehnice generatoare de aerosoli

I.1.1 Aplica ții militare și civile ale aerosolilor la nivel mondial

Aerosolii sunt utiliza ți în multe aplica ții cu destina ție militar ă sau civil ă, în scopul
mascării, semnaliz ării sau pentru simular ea efectelor unor evenimente, la antrenamente și
instrucție.
În domeniul militar, sistemele pirotehnice fumigene sunt utilizate de c ătre forțele
terestre, navale și aeriene pentru mascare și semnalizare .
Pentru aplica țiile terestre, ecranele de fum pot fi produse de bombe de arunc ător,
proiectile de artile rie, grenade de mân ă, grenade de arunc ător sau generatoare de fum.
Fumul este foarte util pentru camuflajul apropiat în domeniul vizibil sau IR al
tancurilor sau vehiculelor blindate, care sunt prev ăzute cu lansatoare multiple de grenade
fumigene, permiț ând astfel blindatelor sau unor grupuri mici de oameni s ă iasă din situa ții
dificile și periculoase.
Pe mare, utilizarea generatoarelor de fum este mult mai frecvent ă, aprinderea acestora
putându-se face la bordul navelor sau în containe rul cu care sunt aruncate peste bord în mare.
De asemenea cu ajutorul fumului poate fi marcat drumul navelor.
În continuare sunt prezentate câteva dintre variantele constructive ale muni țiilor
fumigene de mascare și semnalizare, punându-se în eviden ță principalele elemente
componente și date despre înc ărcătura fumigen ă sau caracteristici le de performan ță ale
sistemului pirotehnic.

Grenada cu fum alb AN-M8 HC

Fig. I.1.1 Grenada AN-M8 HC
Date tehnice [108]:
înveliș din oțel;
încărcătură: 540g amestec fumigen HC tip C;
masa total ă: 680g;
grenada emite un fum alb dens, tip de 105- 150s. Aerosolul este toxic, iritând
ochii, gâtul și plămânii.

13

CAPITOLUL I.1 Stadiul actual al cercet ărilor privind compozi țiile și dispozitivele pirotehnice generatoare de aerosoli
Grenada de protec ție imediată în domeniile vizibil și infraroșu SPIRCO

Fig. I.1.2 Grenada SPIRCO
Date tehnice [123]:
generează un ecran de fum eficient împotri va sistemelor de observare în
domeniile vizibil și IR apropiat, a sistemelor de vedere pe timp de noapte, a
echipamentelor LASER;
dimensiunea ecranului de fum: 10m l ățime, 2,5m înă lțime;
durata ecranului de fum: 30s;
timp de reac ție: sub 1s;
întârziere: 3,5 s;
masa total ă: 380 g.

Fig. I.1.3a Întreruperea contactului în domeniul vizibil

Fig. I.1.3b Întreruperea contactului în domeniul IR apropiat

Fig. I.1.3c Întreruperea contactului în domeniul laser
14

CAPITOLUL I.1 Stadiul actual al cercet ărilor privind compozi țiile și dispozitivele pirotehnice generatoare de aerosoli

Sistemul multispectral de protec ție rapidă MASKE

Fig. I.1.4 Sistemul MASKE
Date tehnice [116]:
calibrele variantelor: 66, 76, 81 mm;
asigură protecț ia multispectral ă a vehiculelor de lupt ă: observare în domeniul
vizibil și IR, protec ția împotriva sistemelor de ochire în domeniul vizibil și IR,
protecție împotriva ilumin ării LASER;
timp de acț iune: 25-60s, în func ție de calibru;
masă: 1, 1,2, 1,8 kg, în funcț ie de calibru;
timp de reac ție: sub 1s.

Fig. I.1.5 Efectul de mascare in IR al sistemului MASKE

15

CAPITOLUL I.1 Stadiul actual al cercet ărilor privind compozi țiile și dispozitivele pirotehnice generatoare de aerosoli

Sistemul de protecț ie MASS

Fig. I.1.6 Lansatorul sistemului MASS

Fig. I.1.7 Structura loviturii sistemului MASS
Date tehnice:
calibru: 81×360 mm;
domenii de protec ție: UV, IR, vizibil, LASER, RADAR;
capacitate: 32 lovituri – 8 magazii a câte 4 lovituri.

Lovitură cu grenad ă fumigen ă NT/15P calibrul 40mm

Fig. I.1.8 Structura grenadei
Date tehnice:
dimensiuni: 40×134 mm;
masă cartuș: 280 g;
masă proiectil: 212 g;
bătaie: 250 m;
timp de func ționare 15 s.

Fumul colorat pentru semnalizare este folosit în special în opera țiunile de salvare pe
mare, dar și în opera țiunile militare pentru marcarea unui obiectiv, a unui loc de aterizare,
pentru corectarea tirului artileriei, pentru simularea utiliz ării unei muni ții sau accident etc.
16

CAPITOLUL I.1 Stadiul actual al cercet ărilor privind compozi țiile și dispozitivele pirotehnice generatoare de aerosoli
Grenadă de mân ă cu fum colorat

Fig. I.1.9 Grenada de mân ă cu fum colorat roșu

Date tehnice [101]:
dimensiuni: în ălțime 142 mm; diametru: 59,4 mm;
timp de emisie: 45 s;
5 orificii de evacuare;
carcasă de aluminiu;
masă totală: 363 g;
masă compoziție fumigen ă: 190 g;
culori disponibile: albast ru, verde, portocaliu, ro șu, violet, galben.

Lovitură cu grenad ă cu fum colorat, calibru 40mm

Fig. I.1.10 Grenada cal. 40mm cu fum co lorat – structura loviturii

Date tehnice:
dimensiuni: 40×100 mm;
masă cartuș: 248 g;
masă proiectil: 180 g;
timp de func ționare: 30 s;
culori fum: alb, verde, roș u, galben.

Sistemele de semnalizare pentru salvare sunt produse într-un spectru larg de forme și
mărimi, fiind imposibil ă o prezentare detaliat ă a tuturor. În continuare sunt prezentate câteva
dispozitive reprezentative, cu men ționarea caracteristicilor lor.

17

CAPITOLUL I.1 Stadiul actual al cercet ărilor privind compozi țiile și dispozitivele pirotehnice generatoare de aerosoli
Generatorul de fum portocaliu AURORA

Fig. I.1.11 Generatorul AURORA

Compoziția fumigen ă este închis ă ermetic într-un cilindru de o țel, fiind astfel protejat ă
împotriva umidit ății din mediul exterior. La func ționare produce timp de 3 minute un fum
portocaliu dens, vizibil de la distan țe mari pe timp de zi. Generato rul are marcat în relief litera
„O” – „orange” – pentru a fi u șor de recunoscut tactil, și este prev ăzut cu un mâner de plastic
care ajută la ridicarea în vârful unui b ăț [112].
Generatorul de fum portocaliu „Lifesmoke Mk5”

Fig. I.1.12 Generatorul „Lifesmoke Mk5”

Generatorul este fo rmat dintr-o carcas ă metalică care con ține compoziț ia fumigen ă,
inițierea făcându-se prin tragerea un ui cordon [112]. Dup ă activare, dispozitivul este aruncat peste
bord. Compozi țiile iritant-lacrimogene sunt des folosite de forț ele de ordine în interven țiile
împotriva demonstran ților, în interven țiile antiteroriste, precum și în opera țiunile militare.

Grenada de mân ă ABC-M7A2 CS

Fig. I.1.13 Grenada de mân ă ABC-M7A2 CS
18

CAPITOLUL I.1 Stadiul actual al cercet ărilor privind compozi țiile și dispozitivele pirotehnice generatoare de aerosoli
Date tehnice [102]:
carcasă metalică prevăzută cu 4 orificii de evacuare;
agent activ: CS;
masă totală: 440 g;
masă compoziție: 255 g;
timp de func ționare: 15-35 s.

Lovitură cu grenad ă calibrul 40 mm cu înc ărcătură lacrimogen ă – CS/15-P

Fig. I.1.14 Structura loviturii CS/15-P
Date tehnice:
dimensiuni: 40×100 mm;
masă cartuș: 248 g;
masă proiectil: 180 g;
agent activ: CS;
timp de func ționare: 15 s;
alte încărcături: CN, OC, DM.

Compozițiile pirotehnice pentru modificarea condi țiilor meteorologice au început s ă
fie intens studiate dup ă anul 1946, când cercet ătorul american Bernard Vonnegut a descoperit
că iodura de argint funcț ionează ca nuclee de înghe țare în medii subr ăcite [107].
Un loc fruntaș printre modalit ățile de diseminare a iodur ii de argint în atmosfer ă, îl
ocupă compozițiile pirotehnice.

Fig. I.1.15 Făclii pentru însă mânțarea norilor

19

CAPITOLUL I.1 Stadiul actual al cercet ărilor privind compozi țiile și dispozitivele pirotehnice generatoare de aerosoli
Racheta antigrindin ă LAZUR-1
Date tehnice:
calibru: 82,5 mm;
lungime: 1520 mm;
masă totală: 10,5 kg;
bătaie maxim ă: 8,5 km;
înălțime maxim ă 6,2 km;
agent activ: AgI;
timp de func ționare: 33 s;
nuclee active: 9,5×1015.

Fig. I.1.16 Racheta LAZUR-1
Racheta antigrindin ă Alazan-6
Date tehnice [1]:
calibru: 82,5 mm;
lungime: 1402 mm;
masă totală: 8,8 kg;
raza efectiva: max. 10,5 km;
agent activ: AgI (26,4g);
timp de func ționare: 30±4s;
nuclee active: 7×1015.

Fig. I.1.17 Racheta Alazan 6
Racheta antigrindin ă Alan-2
Date tehnice:
calibru: 69 mm;
lungime: 1261/980 mm;
masă totală: 6,3 kg;
raza efectiv ă: max. 12 km;
agent activ: AgI (44g);
timp de func ționare: 30±4s;
nuclee active: 1016.

Fig. I.1.18 Racheta Alan-2
Racheta antigrindin ă Alan-3
Date tehnice:
calibru: 56 mm;
lungime: 930 mm;
masă totală: 2,4 kg
raza efectiv ă: max. 11 km;
agent activ: AgI (20g);
nuclee active: 2×1016.

Fig. I.1.19 Racheta Alan-3

După descoperirea g ăurii din stratul de ozon de deas upra Antarcticii, o serie de
guverne au recunoscut nevoia unor m ăsuri severe pentru reducerea producț iei și consumului
unui însemnat num ăr de substan țe periculoase: CFC 11, 12, 113, 114, 115, HALON 1211,
1301, 2402.
Protocolul de la Montreal privind substan țele care d ăunează stratului de ozon a fost
adoptat la 16 septembrie 1987 la sediul Organiza ției Interna ționale a Avia ției Civile din
20

CAPITOLUL I.1 Stadiul actual al cercet ărilor privind compozi țiile și dispozitivele pirotehnice generatoare de aerosoli
Montreal, și a fost ratificat de 29 de ță ri la 1 ianuarie 1989 [120]. Protocolul stipula, pentru
țările dezvoltate, sistarea produc ției până în 1994 și reducerea utiliz ării cu 50% pân ă în 1995
a substan țelor incriminate, precum și eliminarea total ă din uz a acestora pân ă în anul 2000.
Pentru țările în curs de dezvoltare – 120 de țări, printre care și România – s-a stabilit ca pân ă
în anul 2002 produc ția și consumul substan țelor să fie înghe țate la un anumit nivel, iar pân ă în
2005 să se înregistreze o reducere cu 50%. Dup ă anul 2009 nu mai sunt permise consumul și
producția de substanț e care dăunează stratului de ozon în nici o țară din lume.

Fig. I.1.20 Gaura din stratul de ozon de deasupra Antarcticii – cea mai mare suprafa ță înregistrat ă vreodată

Halonii sunt utiliza ți în principal în sistemele de st ingere a incendiilor. Avantajele
folosirii halonilor sunt:
capacitate de stingere a focului excelent ă, datorată inhibării mecanismului de
propagare a fl ăcării;
toxicitate redus ă;
pot fi uș or lichefiaț i sub presiune, ceea ce îi face u șor de depozitat;
nu afecteaz ă echipamentele sau orice alte materiale cu care vin în contact;
sunt foarte stabili.
Dezavantajul major provine tocm ai din stabilitatea deosebit ă a halonilor: ace știa au o
viață foarte lung ă în atmosferă , ridicându-se până în straturile superioare ale acesteia. Aici,
sub influen ța radiațiilor ultraviolete, halonii se descompun în radicali de clor și brom, care
distrug stratul de ozon ș i contribuie la sporir ea efectului de seră .

Fig. I.1.21a Halon 1211 Fig. I.1.21b Halon 1301 Fig. I.1.21c Halon 2402

Reacțiile responsabile pentru c onsumul ozonului sunt urm ătoarele:

CF3Br(g) ÆCF3(g) + Br(g)
Br(g) + O3(g) ÆBrO(g) + O 2(g)
Cl(g) + O3(g) Æ ClO(g) + O 2(g)
ClO(g) + BrO(g) Æ Br(g) + Cl(g) + O 2(g) (I.1.1) (I.1.2) (I.1.3) (I.1.4)

Reacțiile I.1.1 și I.1.4 sunt reac țiile care au loc sub influen ța radiațiilor ultraviolete.
Stingerea incendiilor cu haloni nu mai este necesar ă practic în nici o instala ție nouă ,
poate doar cu excep ția compartimentelor motor și cargo ale avioanelor comerciale și a zonei
destinate echipajului în vehiculele de lupt ă. Principala piedic ă însă în înlocuirea sistemelor cu
21

CAPITOLUL I.1 Stadiul actual al cercet ărilor privind compozi țiile și dispozitivele pirotehnice generatoare de aerosoli
halon existente cu alte m ăsuri de protec ție alternativ ă o reprezint ă costurile ridicate ale acestui
proces.
Soluțiile care încearc ă să se impun ă pentru înlocuirea halonilor din instala țiile de
stingere a incendiilor sunt:
gazele inerte: CO 2, N2, vapori de ap ă;
pulberile bazate pe s ăruri minerale: carbona ți, bicarbona ți, cloruri ale metalelor
alcaline.
Gazele inerte sunt ineficiente în ceea ce prive ște întreruperea lan țului de reac ții din
flacără. Principiul lor de ac țiune este reprezentat de diluarea aerului din volumul de protejat,
micșorând astfel concentra ția oxigenului sub limita necesar ă susținerii combustiei.
Pentru volume relativ închise, cantitatea de diluent inert este aproximativ egal ă cu
cantitatea de aer existent ă în volum înaintea combustiei. Dac ă volumul nu este izolat,
cantitatea de diluent necesar ă trebuie s ă fie de câteva ori mai mare decât cantitatea de aer
existentă în volumul de protejat.
Metodele de stingere a incendiilor bazate pe diluen ți inerți necesită cantități mari de
diluent, nu asigur ă supraviețuirea organismelor vii la func ționare și sunt considera ți cu mult
mai puțin eficace decât metodele cu haloni.
Stingerea incendiilor cu ajutorul pulberilor se face prin dispersarea unui aerosol în
volumul de protejat. Aerosolul înv ăluie flacăra, stingând-o. S-a demonstrat științific că
pulberile întrerup combus tia la nivel chimic, for țând recombinarea si dezactivarea
propagatorilor lan țului reacției de combustie [53] . Astfel de recombin ări au loc atât pe
suprafața particulelor solide din aerosol, cât și în reacțiile care au loc între propagatorii de lan ț
și compușii gazoși rezultați din evaporarea ș i descompunerea pulberilor în flac ără.
Propagatorii de lan ț sunt particule atomice gazoase sau radicali cu o valen ță liberă, valență
care serve ște la inițierea sau sus ținerea lan țului de reac ții caracteristice procesului de
combustie din substan țele combustibile care con țin carbon.
Cercetă rile prezente sunt concentrate pe îmbun ătățirea eficien ței acestor pulberi.
Mărimea particulelor din aerosol este între 20 și 60 de microni; astfel de particule – mari am
putea spune – au un raport suprafa ță:volum relativ mic. Din moment ce reac țiile care trebuie
întrerupte au loc la suprafa ța particulelor, o cantitate dat ă dintr-o astfel de pulbere are o
capacitate limitat ă în ceea ce prive ște întreruperea lanț ului.
Și mai mult, este dificil de preparat un aerosol care să se distribuie uniform în volumul
de protejat. De asemenea, este dificil de asigurat faptul c ă, odată ce particulele sunt formate,
ele vor rămâne în aceast ă stare – în suspensie – pentru o perioad ă de stocare suficient de lung ă
astfel încât s ă se mențină viabilitatea produsului. Pulberile fin dispersate au o puternic ă
tendință de aglomerare pe timpul depozit ării. Aglomerarea are o influen ță negativă deosebită
asupra dispersiei materialului din dispoz itivul de stocare, la momentul utiliz ării. Particulele
care reușesc să părăsească dispozitivul au raportul suprafa ță:volum redus, și deci posed ă o
capacitate redus ă de stingere a incendiului per unitatea de mas ă.
S-au încercat nenum ărate soluții pentru a preîntâmpina ne ajunsurile aerosolilor, dar
rezolvările au presupus, în general, sisteme de generare-stocare-evacuare complicate,
pretențioase sau scumpe.
Astfel, generarea pirotehnic ă, la momentul utiliz ării, a aerosolului este cea mai
eficientă și economic ă metodă pentru stingerea incendiilor. Pr in contrast cu metodele ne-
pirotehnice de generare a aerosolului, sistemele bazate pe producerea pirotehnic ă, in-situ, a
produș ilor gazoși, lichizi și solizi din compunerea aerosolului nu necesit ă stocarea aerosolului
deja preg ătit, sau stocarea separat ă a pulberii și gazului în recipien ți separați și nu necesit ă
întreținere. Aerosolii genera ți pirotehnic sunt netoxici, nu afecteaz ă negativ stratul de ozon, nu
contribuie la fenomenul de înc ălzire global ă și au diametrul particulelor suficient de mic
pentru a asigura un raport suprafa ță:volum optim. În figura I.1.22 sunt prezentate comparativ
concentra țiile eficiente pentru stingerea unui ince ndiu ale câtorva produse comerciale [114].

22

CAPITOLUL I.1 Stadiul actual al cercet ărilor privind compozi țiile și dispozitivele pirotehnice generatoare de aerosoli
0 200 400 600 800 1000AGPHalon 1301FM-200NAF S IIIFE 13FE 25ArgoniteArgotecInergenDioxid de carbon
Concentratia eficace [g/cm3]

Fig. I.1.22 Eficiența diferiților agenți de stingere a incendiilor [g/m3]

Deși folosirea de haloni pe pia ța mondial ă s-a redus considerabil pân ă aproape de
eliminare, solu țiile de stingere a incendiilor bazate pe aerosoli genera ți pirotehnic mai au
încă de parcurs un drum lung pân ă să își demonstreze viabilitatea în utilizarea pe scar ă largă.
Dispozitivele sunt fa bricate într-o gam ă variată de tipuri și dimensiuni.

Gama de stingătoare MAG (Pyrogen)

Fig. I.1.23 Stingătoarele MAG
Fig. I.1.24 Schema de principiu a sting ătoarelor MAG
[113]
Caracteristici generale [115]:
carcasă din aluminiu;
masă totală: 0,11-53 kg;
masă compoziție pirotehnic ă: 0,02-11 kg;
volum protejat: 0,2-85 m3;
timp de func ționare: 2-15 s;
compoziție: KNO 3, nitroceluloz ă, carbon, alte adaosuri ;
produș ii de reacție conțin amoniac și oxizi de azot;
activare electric ă.

23

CAPITOLUL I.1 Stadiul actual al cercet ărilor privind compozi țiile și dispozitivele pirotehnice generatoare de aerosoli
Gama de stingătoare GreenSol (GreenEX)

Fig. I.1.25 Stingătoare GreenSol

Fig. I.1.26 Schema de principiu a sting ătoarelor GreenSol

Caracteristici generale [109]:
masă totală: 0,3-46 kg;
masă compoziție pirotehnic ă: 0,02-5 kg;
volum protejat: 0,2-50 m3;
timp de func ționare: 25-80 s;
activare electric ă.

Gama de stingătoare Micro-K (Ansul)

Fig. I.1.27 Stingătoare Micro-K

Caracteristici generale [106]:
masă compoziție pirotehnic ă: 0,6 sau 1,1 kg;
volum protejat: 4,7 sau 9,4 m3;
compoziție: KNO 3, g, rășină epoxi (Bisphenol A Diglycidyl Ether) [119];
activare mecanic ă sau electric ă.

Conform documentaț iei tehnice a produc ătorului GreenEX, produsele GreenSol
(GreenEX), Micro-K (Ansul) și SFE (Spectrex) se bazeaz ă pe aceeaș i tehnologie, doar
denumirile comerciale fiind diferite [110].
24

CAPITOLUL I.1 Stadiul actual al cercet ărilor privind compozi țiile și dispozitivele pirotehnice generatoare de aerosoli
I.1.2 Sisteme pirotehnice de mascare cu fum din dotarea armatei române

Pentru asigurarea masc ării acțiunilor de lupt ă și a diferitelor obiective, în înzestrarea
armatei române au fost sau sunt folosite grenade și lumânări fumigene, precum și autospeciale
de fumizare. În partea original ă sunt prezentate specifica țiile a dou ă sisteme pirotehnice
fumigene la care autorul acestei lucră ri a participat la cercetarea și dezvoltarea produselor,
precum și la testarea și evaluarea compozi țiilor ce le echipeaz ă.

Grenada fumigen ă GF 750
Destinație – mascarea ac țiunilor de lupt ă ale subunităț ilor de infanterie și de tancuri.
Amestecul pirotehnic fumigen, compactat prin presare, es te introdus într-o carcas ă
metalică. Grenadele sunt prev ăzute cu dispozitiv de cuplare, asigurându-se astfel posibilitatea
de mărire a timpului de fumizare.

Compoziția amestecului de baz ă:
hexaclorbenzen –––––––- 60 – 70 %
pulbere de aluminiu –––––- 12 – 18 %
azotat de potasiu –- –––––- 10 – 16 %
rășină tip Novolac –– –––– 3 – 5 %
cerezină –––––– ––––- 3 %
alcool etilic (peste 100 %) ––– 10 – 15 %

Pentru instruirea trupelor în scopul marc ării diferitelor momente sau situa ții se
folosesc grenade fumigene cu fum colorat .

Tabelul I.1.1 Compozi țiile amestecurilor fumigene din grenadele fumigene cu fum colorat:
fum galben fum roș u fum albastru
colorant galben – 25 – 37 %
bicarbonat de sodiu – 25 – 34 %
clorură de amoniu – 10 – 15 %
sulf – 5 – 10 %
amidon – 10 – 15 %
pigment acarlat – 40 – 50 %
clorat de potasiu – 15 – 20 %
bicarbonat de – 15 – 20 %
clorură de amoniu – 3 – 5 %
șelac – 3 – 4 %
alcool etilic (>100%) – 15 – 25 %
albastru de ftalocianină – 28 – 30 %
azotat de potasiu – 27 – 35 %
amidon – 18 – 22 %
bicarbonat de sodiu – 15 – 20 %
liant (>100 %) – 7 – 13 %

Lumânarea fumigen ă LF – 12
Destinaț ie – realizarea perdel elor de fum de c ătre unităț ile și subunitățile de toate
armele în scopul acoperirii ac țiunilor de lupt ă proprii, diminu ării posibilit ăților de observare
terestră și aeriană ale inamicului în spectrul vizibil, cât ș i pentru mascarea obiectivelor fixe.

Compoziția amestecului de baz ă:
hexacloretan –––– ––––- 30 – 40 %
pulbere de aluminiu – ––––- 5 – 7 %
azotat de potasiu –- –––––- 12 – 15 %
rășină tip Nestrapol –- ––––- 8 – 10 %
oxid de zinc ––––––––– 20 – 25 %
tetraclorur ă de carbon –––- –- 7 – 10 %
Produsul este realizat f ără carcasă, dintr-un amestec fumigen pe bază de hexacloretan
și este compactat prin polimerizarea liantului la temperaturi cuprinse între + 20 ș i + 40 0C.

Modul fumigen MF – 22
Destinație – echiparea proiectilelor de artilerie în scopul cre ării perdelelor de fum
pentru mascarea ac țiunilor trupelor proprii.
25

CAPITOLUL I.1 Stadiul actual al cercet ărilor privind compozi țiile și dispozitivele pirotehnice generatoare de aerosoli
Amestecul fumigen se preseaz ă în carcas ă metalică prevăzută cu un capac etan ș pentru
închidere. Fiecare modul este prev ăzut cu un canal central de amorsare și de evacuare a
fumului. Amorsarea amestecului pirotehnic fumigen ș i evacuarea modulelor se poate realiza
la diferite în ălțimi prin reglarea focosului.

Compoziția amestecului de baz ă:
hexacloretan –––– ––––– 60 – 70 %
pulbere de aluminiu –––––– 5 – 10 %
azotat de potasiu ––– –––– 7 – 10 %
liant (peste 100 %) –– ––––- 6 – 12 %
oxid de zinc ––––––––– 10 – 28 %

I.1.3 Compozi ții pirotehnice generatoare de aerosoli

Componenta principal ă a oricărui sistem pirotehnic generator de aerosoli este
încărcătura pirotehnic ă. Efectul pirotehnic este influen țat printre altele de: tipul amestecului
pirotehnic, compoziț ia chimic ă a acestuia și parametrii procesului de fabricare/înc ărcare
(granulometrie, densitate, pr esiune etc). În consecin ță, studiul oric ărui sistem pirotehnic
trebuie să facă referiri la amestecul pirotehnic cu precizarea detaliilor prezentate mai sus.
Adesea aceste informa ții sunt confiden țiale sau dac ă sunt publicate, atunci nu sunt prezentate
toate elementele punerii în operă a aplicației pirotehnice.
În continuare sunt prezentate câteva din compozi țiile chimice ale amestecurilor
pirotehnice fumigene, cu relevan ță pentru obiectul lucr ării de față. În funcție de informa țiile
disponibile, sunt amintite și caracteristici de performan ță (temperatur ă/căldură de combustie,
volum specific, produș i de reacție etc).

Tabelul I.1.2 Compozi ții pirotehnice generatoare de aerosoli, prezentate în literatur ă
Nr.
crt. Tip Compoziție Observații
1 Fum alb, Tip E CCl 4 – 45,9%
Al – 5,6%
ZnO – 48,5% Compoziția folosită în grenada fumigen ă american ă AN-
M8. Compozi ția este dep ășită în prezent și scoasă din uz
[18].
2 Fum alb (gri),
tip C Al – 9%
C2Cl6 – 44,5%
ZnO – 46,5% Compoziția folosit ă pe scară largă după cel de-al doilea
război mondial [18].
3 Fum roșu KClO 3 – 35%
C12H22O11 – 25%
Col. roșu – 40%
Valoarea c ăldurii de combustie ob ținută experimental
pentru aceast ă compozi ție este de 0,63 cal/g, cea a
volumului specific de 632 cm3/g, iar cea a temperaturii de
combustie este de peste 750oC.
4 Fum colorat KClO 3 – 20-35%
C12H22O11 – 23-35%
Colorant – 30-54%
NaHCO 3 – 0-15% Compozițiile standardizate în armata american ă
5 Fum alb KClO 3 – 20-23%
C12H22O11 – 20-27%
C8H6O4 – 50-60%
Acidul 1,4-benzendicarboxilic sublim ă foarte ușor – căldura
latentă de sublimare este de 23,45 kcal/mol – în jurul
temperaturii de 350oC, condensând apoi în aer și formând
un fum alb foarte dens, extrem de eficace pentru mascare în
domeniul vizibil. Temperatura de reac ție este redus ă, iar
compoziția arde fără flacă ră. În locul zaharozei se poate
folosi lactoza, iar drept oxidant se poate întrebuin ța și
azotatul de potasiu.
6 Antigrindin ă AgIO 3 – 75%
Mg – 15%
Laminac – 10% Formarea substan ței active în urma reac ției de combustie.

26

CAPITOLUL I.1 Stadiul actual al cercet ărilor privind compozi țiile și dispozitivele pirotehnice generatoare de aerosoli
7 Antigrindin ă AgI – 40-60%
NH 4ClO 4 – 24-45%
Iditol – 10-15%
Grafit – 1,5-2% Substanța activă existentă în compozi ție
8 Lacrimogen ă KClO 3 – 40%
C12H22O11 – 28%
MgCO 3 – 32% Compoziție energetică pentru grenade lacrimogene. 150 g
din aceast ă compozi ție se amestec ă cu 115g de agent activ
(CS, CN)

Scopul principal al tezei de doctorat este st udiul sistemelor pirotehnice generatoare de
aerosoli și a fenomenelor asociate acestora. Dint re acestea, cele mai noi destina ții sunt
înregistrate pentru stingerea incendiilor. În consecin ță, în continuare sunt prezentate
compoziții pirotehnice folosite la realizarea înc ărcăturilor sistemelor pirotehnice cu rol de
stingere a incendiilor.

Tabelul I.1.3 Compoziții pirotehnice pentru stingerea incendiilor
Nr.
crt. Compoziție Observații
1 KClO 3 – 20 p
Rășină – 10 p
KNO 3 – 15 p
S – 15 p
MnO 2 – 2 p Această compozi ție se regăsește printre primele compozi ții utilizate pentru
stingerea focurilor, fiind brevetat ă în anul 1877 [72]. De și autorii sus țin că
acțiunea de suprimare a flă cării este dat ă de gaze precum Cl 2, NO, NO 2, HCl,
SO 2, este evident c ă mare parte din acest rol revine de fapt compu șilor cu
potasiu, acest lucru nefiind îns ă cunoscut la momentul respectiv.
2 KClO 4 – 40-50%
Rășină epoxi – 9-12%
KCl – 40-44%
Mg – 0- 4%
3 KNO 3 – 85%
Iditol – 15% Temperatura de combustie a compozi ției este în jurul valorii de 800oC.

4 KClO 3 – 37-45%
KNO 3 – 37-45%
Rășină epoxi – 16-19%
Mg – 1-3%
5 KNO 3 – 70%
C2H4N4 – 19%
Iditol – 11% Temperatura de combustie a acestei compozi ții este cuprins ă între 720oC și
950oC, iar aerosolul con ține 70% produse solide.

6 CsNO 3 – 75%
Mg – 25%
7 KNO 3 – 75%
Mg – 25%
8 KNO 3 – 70-80%
Rășină epoxi – 19-23%
Mg – 2-4%
9 5-aminotetrazol – 29,2%
Sr(NO 3)2 – 50.8%
MgCO 3 – 20% Compoziția acționează prin răcirea flăcării și prin diluarea oxigenului, din
volumul de protejat, cu azot [79].

10 5-aminotetrazol – 30,9%
KClO 4 – 44,1%
MgCO 3 – 25% Compoziția acționează prin dou ă principii: prin ac țiunea compu șilor cu
potasiu și prin diluarea oxigenului cu azot.

11 KClO 3 – 61%
C – 9%
MgCO 3 – 30%

27

CAPITOLUL I.1 Stadiul actual al cercet ărilor privind compozi țiile și dispozitivele pirotehnice generatoare de aerosoli
28I.1.4 Concluzii

Scopul acestui capitol a fost să sintetizeze preocup ările și realiză rile cercet ătorilor și
producătorilor de sisteme pirotehnice generatoare de aerosoli.
Rezultatele ob ținute în acest domeniu permit s ă se identifice câteva constat ări
importante:
Aplicaț iile compoziț iilor și dispozitivelor pirotehni ce generatoare de aerosoli
sunt utilizate atât în domeniul militar și cel civil pentru:
ƒ Mascarea în spectrul vizibil și IR;
ƒ Semnalizarea pe timp de zi și de noapte;
ƒ Dispersarea de agen ți chimici;
ƒ Instrucție și antrenament;
ƒ Salvarea echipajelor;
ƒ Combaterea grindinei;
ƒ Stingerea incendiilor.
Caracteristicile publicate ale sistemelor și compozi țiilor pirotehnice sunt
prezentate sumar sau par țial, punându-se accent pe informa țiile cu caracter
comercial referitor la performan țele atinse;
Sistemele generatoare de aerosol i nu pot lipsi din arsenalul for țelor armate;
Există multe r ămâneri în urm ă în domeniul echip ării forțelor armate din
România cu sisteme de mascare, în special pentru protec ția blindatelor în IR;
Aplicaț iile civile ale generatoarelor pirotehnice de aerosoli demonstreaz ă că
există o piață importantă în acest domeniu și în consecin ță reprezint ă o motiva ție
economic ă interesant ă atât pe plan internaț ional cât și național.
Nu există lucră ri științifice care s ă abordeze integral problematica abordat ă prin
prezenta tez ă de doctorat.
În literatura de specialitate nu se fac re feriri la elemente de tehnologia fabric ării
compozițiilor pirotehnice și modul cum influen țează parametrii tehnologici
asupra caracteristicilor de siguran ță și performan ță ale acestora sau sistemelor pe
care le echipeaz ă.